Question

20．如圖所示是某同學(xué)探究電流與電阻的關(guān)系的實(shí)物電路．已知電源為3節(jié)新干電池，滑動(dòng)變阻器規(guī)格為“25Ω 1A”，可供選擇的定值電阻的阻值為5Ω、10Ω、20Ω．

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	R/Ω	U/V	I/A
1	5	3	0.6
2	10	3	0.3
3	20	3	0.16

（1）請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線將圖中的電路連接完整，導(dǎo)線不能交叉；
（2）請(qǐng)同學(xué)測(cè)量的數(shù)據(jù)如表所示，分析數(shù)據(jù)，可初步得出的結(jié)論是電壓不變，導(dǎo)體中的電流與其電阻成反比，為了使該結(jié)論具有普遍性，接下來的操作是改變定值電阻兩端的電壓；
（3）利用上述器材完成該實(shí)驗(yàn)，定值電阻兩端電壓只能在2V至4.5V之間選取．

Answer 1

分析 （1）將滑動(dòng)變阻器與電阻串聯(lián)在電路中，電壓表與電阻并聯(lián)，根據(jù)電源確定電壓表的量程；
（2）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)得出電流與電阻的反比例關(guān)系；
（3）定值電阻的阻值越大，所需變阻器的阻值越大，根據(jù)滑動(dòng)變阻器的最大阻值及定值電阻的最大阻值判斷出電阻兩端能夠達(dá)到的最小電壓．

解答 解：（1）將滑動(dòng)變阻器與電阻R串聯(lián)，已接了上面一個(gè)接線柱，應(yīng)再接下面一個(gè)接線柱，將電壓表與電阻并聯(lián)，如圖所示：

（2）由表格中數(shù)據(jù)知，電壓不變，電阻越大，電流越小，在誤差允許的范圍內(nèi)，電流與電阻的乘積不變，可得電壓不變，導(dǎo)體中的電流與其電阻成反比；
要使結(jié)論更具普遍性，可改變定值電阻兩端的電壓，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)；
（3）由題意知，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為25Ω，定值電阻的最大電阻為20Ω；根據(jù)串聯(lián)電路的電壓關(guān)系：
$\frac{U}{{U}_{滑}}$=$\frac{R}{{R}_{滑}}$
$\frac{U}{4.5V-U}$=$\frac{20Ω}{25Ω}$
解得：U=2V
所以電阻兩端的電壓只能在2V到4.5V之間．
故答案為：（1）見上圖；（2）電壓不變，導(dǎo)體中的電流與其電阻成反比；改變定值電阻兩端的電壓；（3）2；4.5．

點(diǎn)評(píng) 探究電流與電壓和電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)，是歐姆定律的得出，主要考查控制變量法的應(yīng)用，并要掌握滑動(dòng)變阻器在實(shí)驗(yàn)中改變電壓和控制電壓不變的作用，同時(shí)要會(huì)應(yīng)用歐姆定律來分析滑動(dòng)變阻器的變化．